Астрономия во временной области

Кривая блеска NGC 2525 после вспышки сверхновой

Астрономия во временной области — это изучение того, как астрономические объекты изменяются со временем. Хотя можно сказать, что исследование началось с «Письмов Галилея о солнечных пятнах» , теперь этот термин относится главным образом к переменным объектам за пределами Солнечной системы . Изменения со временем могут быть связаны с движениями или изменениями самого объекта. Обычными целями являются сверхновые , пульсирующие звезды , новые , вспыхивающие звезды , блазары и активные ядра галактик . Исследования во временной области видимого света включают OGLE , HAT-South , PanSTARRS , SkyMapper , ASAS , WASP , CRTS , GOTO и в ближайшем будущем LSST в обсерватории Веры К. Рубин .

Астрономия во временной области изучает переходные астрономические события, которые астрономы часто сокращают до переходных процессов, а также различные типы переменных звезд, включая периодические, квазипериодические и изменяющиеся поведение или тип. Другими причинами изменчивости времени являются астероиды , звезды с высоким собственным движением , транзиты планет и кометы .

Транзиенты характеризуют астрономические объекты или явления, продолжительность проявления которых может составлять от миллисекунд до дней, недель или даже нескольких лет. Это контрастирует с временной шкалой в миллионы или миллиарды лет, в течение которых галактики и входящие в их состав звезды в нашей Вселенной развивались . В частности, этот термин используется для обозначения сильных событий глубокого космоса , таких как сверхновые , новые , вспышки карликовых новых , гамма-всплески и приливные разрушения , а также гравитационное микролинзирование . ^[1]

Астрономия во временной области также предполагает долгосрочные исследования переменных звезд и их изменений в масштабе времени от минут до десятилетий. Изучаемая переменность может быть внутренней , включая периодические или полуправильные пульсирующие звезды , молодые звездные объекты , звезды со вспышками , астеросейсмологические исследования; или внешнее , которое возникает в результате затмений (в двойных звездах , транзитах планет ), вращения звезд (в пульсарах , пятнистых звездах) или событий гравитационного микролинзирования .

В современных астрономических исследованиях во временной области часто используются роботизированные телескопы , автоматическая классификация переходных событий и быстрое уведомление заинтересованных людей. Компараторы мигания уже давно используются для обнаружения различий между двумя фотопластинами, а вычитание изображений стало более широко использоваться, когда цифровая фотография облегчила нормализацию пар изображений. ^[2] Из-за необходимости больших полей обзора работа во временной области предполагает хранение и передачу огромного количества данных. Сюда входят методы интеллектуального анализа данных , классификация и обработка разнородных данных. ^[3]

Важность астрономии во временной области была признана в 2018 году Немецким астрономическим обществом, наградив медалью Карла Шварцшильда Удальского Анджея за «новаторский вклад в развитие новой области астрофизики, астрономии во временной области , которая изучает изменчивость временной области». яркость и другие параметры объектов Вселенной в разных временных масштабах». ^[4]Также премия Дэна Дэвида 2017 года была вручена трем ведущим исследователям в области астрономии во временной области : Нилу Герелсу ( Swift Gamma-Ray Burst Mission ), ^[5] Шринивас Кулкарни ( Паломарский переходный завод ), ^[6] Анджей Удальский ( Эксперимент по оптическому гравитационному линзированию ). ^[7]

История

До изобретения телескопов переходные события, которые были видны невооруженным глазом изнутри или вблизи Галактики Млечный Путь , были очень редки, и иногда с интервалом в сотни лет. Однако такие события были зафиксированы в древности, например, сверхновая в 1054 году, наблюдаемая китайскими, японскими и арабскими астрономами, и событие в 1572 году, известное как « Сверхновая Тихо » в честь Тихо Браге , который изучал ее до тех пор, пока она не исчезла через два года. ^[8] Несмотря на то, что телескопы позволяли видеть более отдаленные события, их небольшое поле зрения — обычно менее 1 квадратного градуса — означало, что шансы увидеть нужное место в нужное время были низкими. Камеры Шмидта и другие астрографы с широким полем зрения были изобретены в 20 веке, но в основном использовались для съемки неизменного неба.

Исторически астрономия во временной области стала включать появление комет и переменную яркость переменных звезд типа цефеид . ^[2] Старые астрономические пластинки, выставленные с 1880-х по начало 1990-х годов и хранящиеся в обсерватории Гарвардского колледжа, оцифровываются в рамках проекта DASCH . ^[9]

Интерес к транзиентам усилился, когда большие ПЗС- астрономическому сообществу стали доступны детекторы. Когда в 1990-х годах стали использоваться телескопы с большими полями зрения и более крупными детекторами, были начаты первые массовые и регулярные обзорные наблюдения - пионерами стали исследования гравитационного микролинзирования, такие как эксперимент по оптическому гравитационному линзированию и проект MACHO . Эти усилия, помимо открытия самих событий микролинзирования, привели к появлению на порядки большего количества переменных звезд, известных человечеству. ^[10] ^[11]Последующие специализированные исследования неба, такие как Palomar Transient Factory , космический корабль Gaia и LSST , были сосредоточены на расширении охвата мониторинга неба до более слабых объектов, большем количестве оптических фильтров и улучшенных возможностях измерения позиционирования и собственных движений. В 2022 году гравитационно-волновой оптический наблюдатель за транзиентами (GOTO) начал поиск столкновений между нейтронными звездами. ^[12]

Способность современных приборов вести наблюдения в длинах волн, невидимых для человеческого глаза ( радиоволны , инфракрасные , ультрафиолетовые , рентгеновские лучи ) увеличивает объем информации, которую можно получить при изучении переходных процессов.

В радиоастрономии LOFAR . ищет радиопереходные процессы Радиовременные исследования уже давно включают пульсары и сцинтилляции. Проекты по поиску транзиентов в рентгеновских и гамма-лучах включают Cherenkov Telescope Array , eROSITA , AGILE , Fermi , HAWC , INTEGRAL , MAXI , Swift Gamma-Ray Burst Mission и Монитор космических переменных объектов . Гамма-всплески являются хорошо известным электромагнитным переходным явлением высокой энергии. ^[13] Предлагаемый спутник ULTRASAT будет непрерывно наблюдать поле площадью более 200 квадратных градусов в ультрафиолетовом диапазоне волн, что особенно важно для обнаружения сверхновых в течение нескольких минут после их появления.

См. также

Ссылки

^ Шмидт, Брайан (20 апреля 2012 г.). «Обзоры оптических переходных процессов» . Труды Международного астрономического союза . 7 (С285): 9–10. Бибкод : 2012IAUS..285....9S . дои : 10.1017/S1743921312000129 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Шмидт, Брайан (28 сентября 2011 г.). «Исследование переходных процессов сыграло ключевую роль в истории астрономии» (PDF) . Проверено 5 мая 2013 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Грэм, Мэтью Дж.С.; Г. Джорджовский; Ашиш Махабал; Чиро Доналек; Эндрю Дрейк; Джузеппе Лонго (август 2012 г.). «Проблемы данных в астрономии во временной области». Распределенные и параллельные базы данных . 30 (5–6): 371–384. arXiv : 1208.2480 . дои : 10.1007/s10619-012-7101-7 . S2CID 11166899 .
^ Пресс-релиз Фонда польской науки.
^ «Нил Герельс» . 17 августа 2021 г.
^ «Шринивас Кулкарни» . 17 августа 2021 г.
^ «Анджей Удальский» . 17 августа 2021 г.
^ Лекция профессора Кэролин Кроуфорд, 2014 г., «Переходная Вселенная»
^ Драут, Мария (12 ноября 2012 г.). «Большой шаг назад для астрономии во временной области» . Астробиты . Проверено 5 мая 2013 г.
^ 68 000 переменных в Магеллановых облаках: К. Жебрунь и др. (2001) Acta Astronomica, Vol. 51 (2001), № 4
^ 200 000 переменных в сторону галактической выпуклости, П. Возняк и др. (2002) Acta Astronomica, Том 52 (2002), № 2.
^ Стигс, DT H (2022). «Гравитационно-волновой оптический наблюдатель переходных процессов (GOTO): характеристики прототипа и перспективы науки о переходных процессах» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 511 (2): 2405–2422. arXiv : 2110.05539 . дои : 10.1093/mnras/stac013 .
^ «Конференция по астрономии во временной области с несколькими посланниками» . Проверено 5 мая 2013 г.

Дальнейшее чтение

Ведренн Г. и Аттея Ж.-Л. (2009). Гамма-всплески: самые яркие взрывы во Вселенной . Спрингер . ISBN 978-3-540-39085-5 .
Гезари, С.; Мартин, округ Колумбия; Форстер, К.; Нил, доктор юридических наук; Хубер, М.; Хекман, Т.; Бьянки, Л.; Моррисси, П.; Нефф, С.Г.; Зайберт, М.; Шиминович, Д.; Уайдер, ТК; Бергетт, штат Вашингтон; Чемберс, КК; Кайзер, Н.; Магнье, Э.А.; Цена, Пенсильвания; Тонри, Дж.Л. (2013). «Обзор области Thegalextime. I. Выбор и классификация более тысячи переменных источников ультрафиолета». Астрофизический журнал . 766 (1): 60. arXiv : 1302.1581 . Бибкод : 2013ApJ...766...60G . дои : 10.1088/0004-637X/766/1/60 . S2CID 13841776 .

Внешние ссылки

«Центр временной информатики» . Проверено 5 мая 2013 г. «возможный нынешний URL-адрес Центра информатики во временной области» . Проверено 4 сентября 2022 г.
Бернардини, Э. (2011). «Астрономия во временной области». Наука . 331 (6018): 686–687. Бибкод : 2011Sci...331..686B . дои : 10.1126/science.1201365 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 21212319 . S2CID 206531635 .
Астрономическая база данных SIMBAD
Сидоли, Л. (2008). «Механизмы переходных вспышек в сверхгигантских быстрых рентгеновских переходных процессах». arXiv : 0809.3157 [ астроф-ф ].

[1] Шмидт, Брайан (20 апреля 2012 г.). «Обзоры оптических переходных процессов» . Труды Международного астрономического союза . 7 (С285): 9–10. Бибкод : 2012IAUS..285....9S . дои : 10.1017/S1743921312000129 .

[Schmidt-2011-2] Перейти обратно: ^а ^б Шмидт, Брайан (28 сентября 2011 г.). «Исследование переходных процессов сыграло ключевую роль в истории астрономии» (PDF) . Проверено 5 мая 2013 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[Graham-2012-3] Грэм, Мэтью Дж.С.; Г. Джорджовский; Ашиш Махабал; Чиро Доналек; Эндрю Дрейк; Джузеппе Лонго (август 2012 г.). «Проблемы данных в астрономии во временной области». Распределенные и параллельные базы данных . 30 (5–6): 371–384. arXiv : 1208.2480 . дои : 10.1007/s10619-012-7101-7 . S2CID 11166899 .

[4] Пресс-релиз Фонда польской науки.

[5] «Нил Герельс» . 17 августа 2021 г.

[6] «Шринивас Кулкарни» . 17 августа 2021 г.

[7] «Анджей Удальский» . 17 августа 2021 г.

[Crawford,_2014-8] Лекция профессора Кэролин Кроуфорд, 2014 г., «Переходная Вселенная»

[Drout-2012-9] Драут, Мария (12 ноября 2012 г.). «Большой шаг назад для астрономии во временной области» . Астробиты . Проверено 5 мая 2013 г.

[10] 68 000 переменных в Магеллановых облаках: К. Жебрунь и др. (2001) Acta Astronomica, Vol. 51 (2001), № 4

[11] 200 000 переменных в сторону галактической выпуклости, П. Возняк и др. (2002) Acta Astronomica, Том 52 (2002), № 2.

[12] Стигс, DT H (2022). «Гравитационно-волновой оптический наблюдатель переходных процессов (GOTO): характеристики прототипа и перспективы науки о переходных процессах» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 511 (2): 2405–2422. arXiv : 2110.05539 . дои : 10.1093/mnras/stac013 .

[Conference-13] «Конференция по астрономии во временной области с несколькими посланниками» . Проверено 5 мая 2013 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]